第二章 高频小信号放大器 课后习题答案_高频小信号放大器习题
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第二章 高频小信号放大器
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2-4 已知goe=200us,coe=7pf |yfe|=45ms |yre|=0 试计算下列各值:电压增益Aco,通频带B.[解] N23p1=N13=5/20=0.25 N45p2 =N13=0.25 1gp=1006.2810.71064106=37.2106S 22g=p1gosp2gisgp=228.5106s 通频带:
1QL =w0Lg=16.3 f0B=QL0.66MHZ 电压增益:
p2p1|yfe|gAVO==12.3 2-5单级小信号谐振放大器的交流等效电路如图2-5所示。要求谐振频率f0=10MHz, 通频带B=500KHz,谐振电压增益AVO=100,在工作点和工作频率上
测得晶体管的y参数为
yie=(2+j0.5)ms
yre≈0
yfe=(20-j5)ms
yoe(0.15j0.14)103s
如果线圈品质因数Q060,计算谐振回路参数L、C和外接电阻R的值。【解】
|yfe|=205=20.6ms 22yfeg=Avo=206us QL=f0/B=20 gp=QL/Q0g=69106s g=goe+gp+g
g=11710s R=1/11710=8.5k 66C=g/2B=65.6pF C=C-Coe=65pF 12wL=0c=5.9uH 2-6某晶体管收音机中频放大器(f0=465kHZ)晶体管在某工作点和工作频率上的y参数333为yie=(1+j0.19)10s yre=0
yfe=5010s
yoe =(0.15+j0.14)10s 中频变
压器用TTF-1-3,其数据如题图2-6所示。线圈的品质因数为Q0=100,谐振回路的电容C=140pF.回路电容分布cf=2pf。信号源内电导gs=5ms.负载电导gl=0.5ms.试求:
(1)变压器初级(1~3间)电感量;(2)放大器的通频带;(3)谐振时的电压增益;
(4)偏离中心频率f=10kHz时的选择性;
(5)如果+Vcc接变压器初级线圈‘3’端。问偏离中心频率f=10khz 时的选择性是多少?由此得到什么结论?
[解](1)计算等效电路的基本参数:将所有原件都折算到回路两端。
p1=33/(187+33)=0.15 p12=22.5103
23p2=14/(187+33)=7/110
p2=4.0510 goe=0.25103s '2goe=3.375106s goep1=wcoe=0.14103
coe=47.91012f '2coep=1coe=1.08pf 2gl=2.025106s gl'=p2'c=C+coe+cf=143.1Pf 12L=w0c=0.82mE 1gP=Q0w0L=4.17106s ''6g=gP+goegl+=9.5710s(2)求解:
(1)L12=L=0.82Mh(2)B=g/2c=10.6khz w0cQr:QL=g=44 B=f0/QL=10.6khz
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p2U0(3)AVO=Ui1=p2p1|yfe|Ui1gUi1=
p1p2|yfe|g=49.8(54db)1(4)N(f)|f=20lgN(f)=-6.6db 1(2f2)B=0.47
'(5)若+Vcc接“3”端,则c=C+coe+cf=190pf 1gP=Q0w0L=5.6us ''g=gP+goeg+l=0.158ms B=g/2c=132khz 1N(f)|f=1(2f2)B=0.99(-0.1db)结论:若不抽头接入晶体管的输出电导goe队回路的分路作用很大,使回路品质因数下降,频带增宽,选择性变换。从而不能达到一般收音机,当f=10khz时,N(f)=-(5~8)db的要求。
2-7.有一共基极调谐回路谐振放大器如题图2-7所示,放大器的中心频率为30MHz,三极管在工作点的参数为yie=(0.5+j4)ms yre=0
yfe=50ms
yoe=j0.94ms 线圈的品质
因数Q0=60,回路电容c=20pf,分布电容cf约为3pf,输出回路接入系数p2=0.07,负载电阻RL=50。试求放大器的谐振电压增益。3db带宽和失谐±5MHz的选择性。(1)画交流等效电路
由于R1,R2,R3位偏置电阻,C1,C2,C3位高频旁路电容。故交流等效电路可画为:
(2)求其基组态的Y参数
yib=g=(50+j4)ms yrb=-(yre+yoe)=0 yfb=-(yfe+yoe)=-(50+j0.94)ms yob=yoe=j0.94ms(3)c=C+cob+cf=28pf(4)g=? w0cgp=Q0=88us g=gp+gob+gL=1.86us g=gp+goe+p2gie=410ms c=C+cf+coe+p2cie
(4)|yfe|=3627=45ms 22p|yfe|AVO=g=27.4 f0(5)Ql=B=3 1''gwLQL=1180us =0'gg=-g=770us R=1/g=1.3k 2-9 小信号调谐放大器线路如题图2-9所示 其中,集电极电源电压Vcc=-6V 支流工作点发射极电流Ie=1mA 工作频率f0=465Khz 调谐回路所用之中频变压器L13=560uH,品质因数Q0=100,其抽头如图所示 N1~2=46圈,N1~3=162圈,N4~5=13圈 3AG31的参数如下:
gie=1。0ms
cie=400pf
goe=110us
coe=62pF |yre|=0 |yfe|=28ms 分布电容影响忽略不计。
(1)说明线路中个元件的作用(2)画出Y参数等效电路
(3)计算第一级在谐振点上的电压放大倍数(4)计算第一级通频带 [解](1)略(2)简图
(3)p1=46/1.62=0.23
p2=13/162=0.08 1gp=2f0L13Q0=6.1us
2g=g0+p12goe+p2gie=21.1us p1p2|yfe|AVO=g=30 1(4)QL=w0L13g=29 f0B=B=16khz 2-10.设有一级单调谐中频放大器,其增益AVO=10,通频带B=4MHz,如果再用一级完全相同的中放与其级联,这时,两级中方的总增益和通频带各位多少?若要求级联后的总频带为4MHZ,问每级放大器应怎样改动?改动后的总增益是多少? [解] 2AVO2=AVO=100 0.5B21=2.57MHZ 0B2=改动后:
'B20.5B' =21=6.22MHZ
6因GB=10410=常数
故= GB/B=6.4 改动后的总增益
'2AVO2=(6.4)=41 'AVO'2-11设有一级单调谐中频放大器,谐振时电压增益AVO1=10,通频带B1=2MHZ,如果再有一级电路结构相同的中放与其组成双参差调谐放大器,工作于最佳平坦状态,求组级通频带B和组级电压增益AVO各位多少?若要求同样的改变每级放大器的带宽使组级带宽B=8MHZ.求改动后的组级电压增益[解] 两级参差级联后
6B=2B1=2210HZ
'AVO为多少?
AVO='2AVO12=50 若要求B'=8MHZ
6'则B1=B/2=4210HZ 因GBp=AVO1B1不变
''ABVO1故=GBp/1=5/2
从而'AVO2=(5/2)/2=6。25 2-12.由四级单回路谐振放大器组成中心频率F0=10.7MHZ的两对临界失谐的参差调谐放大器。已知每级单回路谐振放大器的AVO1=20。B1=400KHZ.试求该放大器的总增益,通频带和每级放大器的谐振频率。[解] 12AAVO1(1)=1,VO=2AVO2=(AVO)2=4104
f0(2)QL=B1=26。75 f02440.251B2=QL=454KHZ 2QLfdf0(3)=f0当=1,fd=2ql=0.2MHZ 故f01=f0-fd=10.5MHZ f02=f0+fd=10.9MHZ f03=f01 f04=f02
2-15.已知最佳平坦双参差调谐放大器的中心角频率w0,带宽B,以及AVO1=AVO2=AVO,,求该双参差调谐放大器通频带边沿点(wH,wL)处每级的电压增益为多少?
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若要求
B’=8MHZ,6则 B1’=B’/2=42*10HZ 6因GBp=Av01B1=1.0*2*10
=5/2 故Av01’=GBp/B10=(Av01’)2/2=(从而Av52)2/2=6.25 2-12.由四级单回路谐振放大器组成中心频率fc=10.7MHz的两对临界失谐的参差调谐放大器。已知每级单回路谐振放大器的Av01=20,B=400kHz。求该放大器的总增益,通频带和每级放大器的谐振增益。
解:(1)当=1时,每组增益Av0=*A2v01/2
2223所以总增益
Av02=Av0= [2(20)]=4*10
(2)QL= fc/ B=26。75 B2= fc/ QL*2441/4=450kHz(3)因
=2QLfd/f0
第45页, 当=1时,fd= f0/2QL= B/2=0.2MHz 故f01= f0-fd=10.5MHz
f02= f0+fd=10.9MHz
f03=f01,f04= f02.2-15.已知最佳平坦双参差调谐放大器的中心角频率0,带宽B以及Av01= Av02= Av0。求该双参差调谐放大器通频带边沿点(H或L)处每级的电压增益为多少?
解:因H=0+2
0.7/2*L=0-20.7/2 01=0-d=0-20.7/22
02=0d=0+20.7/22
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证:图(a)中的中和电路可画于图(b),由图(b)求中和电路的参数
IiU
yiY=iU00=Y IiU0Uii0=Y/n
yry=I0U yfY=iU00=Y/n
I0U02Ui0=Y/n
y0Y=YYnYY2nn 得:[yY]=yiey而
[yT]=feyreyoe为晶体管的y参数 第49页
由图(a)知
IIIi=i+i
IyiieIo=yfe而yreyoeUiUo
YyYyreIiienUiIYYoyfe2nnUo,证毕。故2-16.有一共发一共基极联放大器的交流等效电路如图所示。
放大器的中心频率f0=30MHz,RL=1kHz,回路电容C=50pF,线圈品质因数Q0=60,回路两端分布电容约为3pF,输出回路的接入系数p2=0.316 在工作点和工作频率上,三极管的Y参数BG1,BG2同为 yie=(0.5+j4)ms yre=-j0.94ms
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g=50ms fc
g0s=j0.94ms 试计算谐振时的电压增益Av0,通频带B和矩形系数Kro.1.解:(1)求复合管的y参数
yieb=yie=(0.5+j4)ms yreb=yrc(yre+yoe)/yfe=0 yfeb= yfe=50ms y0eb=-yre=j0.94ms(2)求C
C=C+C0eb+Cf=58pF(3)求g.第51页
gp=0C/Qi0=1.82s g= gp+g0eb+(0.316)gL=282s
2(4)求Av0
Av0=p2yfe/ g.=56(5)求B
B= g/2C=774kHz(6)求Kro.1.Kro.1.=B0.1/B=9.95
2-17.所示的射级耦合调谐放大器中,Rg=RL=Re=1k,L2H0,Qe0=100,设三级管BG1,BG2参数相同,并且在工作点上的参数为yie(0.2j0.4)ms,yre(0.01j0.4)ms,yfe50ms,yoe(0.01j0.4)ms。放大器的中心频率fc=50MHz。试计算出匹配时的调谐电容C1,C2和中频电压增益Av0.第52页
解:计算共集和共基组态的y参数
yic=yi=(0.2+j0.4)ms yrc=-(yre+yfe)=-0.19ms yfe=-(yie+yfe)=-(50.2+j0.4)ms yoc=yfe=-(50.2+j0.4)ms 第53页
yib=ye=(5 yrb=-(yre+yoe)=0 yfb=-(yfe+yoe)=-(50+j0.4)ms yob=yoe=(0.01+j0.4)ms yob=yoe=(0.01+j0.4)ms 计算C1,C2.要求匹配,即p2gL=gob.g0b故
p=gL=0.1 2L=5.07pF 0C=1/C0b=1.27pF 故C=C1C2/C1+C2=3.8pF 由于p= C1C/C1+C2=C/C0 故
C2=C/p=38pF
C1=(p/1-p)C2=4.2pF 第54页
计算Av0 BG1负载为
g1gocgegib101.4ms BG2负载为
2gggpgL0.036ms 2obp
故Av10=yie/g1,Av20=pyfb/g2
Av0=UL/Ui=Av10*Av20=69 计算Av0另法: 因为ge
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频率为465kHz,每个回路的QL=40。则总的通频带是多少?如果要时总的通频带为10kHz,则最大的QL允许多少
f01
解:总通带B3=2n1QL=5.93kHz, 最大QL允许值
21f0/B3=23.7 2-19.调谐在同一频率的三级单回路放大器中心频率f0=10.7MHz,要求B3100kHz,失谐在250kHz时衰减大于或等于20。试确定单回路放大器每个回路的 QL。解:(1)由通频带的要求确定QL1.QL=
1n
QL1.= 21 f0/B3=55(2)由选择性要求确定QL。由于20dB换算成倍数为10 故有 1n11QL2f22f02=1/10 第56页
f023则QL1=2f201=41 为满足通频带和选择性的要求,应取QL2
(1)确定各回路的调谐频率
因
QL=f0/B*221=28.36 fd=529kHz 故:f01=f03=30.529MHz
f02=f04=29.47MHz(2)计算衰减20dB系统的带宽
f(0)2
因N(f)=4f0
故=2.45 41m第57页
B0.1=f0/QL=2.59MHz(3)因kr0.1=B0.1/B=2.16 若用调谐在同一频率的单调调谐放大器级连,即使,故无法实现。